авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«Серия «Геометрия и логика эволюции» С. И. СухоноС ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ ИЕРАРХИЧЕСКИХ СИСТЕМ Книга первая СТРуКТуРныЕ ...»

-- [ Страница 5 ] --

Разнообразие состава само по себе при этом не ведет к формиро ванию следующего уровня без обособления внутренней среды, что мы видим в мире неорганических молекул именно потому, что в них отсутствует внутренняя обособленность. Только четкое различие состава внутри и снаружи дает возможность построения органиче ских, биологических молекул, клеток и организмов.

Рассмотрим основы органической химии на примере четырех основных типов биологических молекул.

К важнейшим группам органических соединений, синтезируе мых и используемых клетками, относятся углеводы, белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Некоторые из них служат для клетки стро ительным материалом, другие доставляют энергию, необходимую для ее функционирования, третьи играют важнейшую роль в регу лировании химических реакций, протекающих в клетках. Углеводы и липиды служат важными источниками химической энергии почти для всех форм жизни;

белки являются структурными элементами, но они имеют еще большее значение как катализаторы и регуля торы внутриклеточных процессов. Нуклеиновые кислоты играют первостепенную роль в хранении и передаче информации, необхо димой для синтеза специфических белков и других веществ. Типы веществ и даже их относительное количество удивительно сходны в клетках различных органов и разных животных. Как в печеночной ткани человека, так и в протоплазме амебы содержится примерно Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов 80% воды, 12% белка, 2% нуклеиновых кислот, 5% липидов, 1% углеводов и доли процентов стеринов и других веществ.

Жиры. Жиры делятся на две основные группы (рис. 72):

Рис. 72. Молекулы простейших Насыщенные жиров.

ННННННННН O Основа базовой цепи жи ССССССССССН ров: Н+С+Н.

O ННННННННН Проще ничего нет, три ато H ма = 1+1+1. Жиры представля ют собой простейшую линейно Ненасыщенные обособленную структуру био логических молекул, стержнем НННННН НН O Н которой является угле родная ССССССССС С Н цепь. А звенья этой цепи — O НННННН НН симплексы обособления в од H номерном пространстве (см.

пояснение дальше).

Углеводы. Молекулы простых углеводов — моноз — построены из неразветвленных углеродных цепей, содержащих различное число ато мов углерода. В состав растений и животных входят главным образом монозы с 5 и 6 углеродными атомами — пентозы и гексозы (рис. 73).

О 6 5 4 3 2 (I) СН2 СН СН СН СН С Н ОН ОН ОН ОН ОН 6 5 4 3 2 (II) Рис. 73. Формулы СН2 СН СН СН СН СН молекул простых углеводов.

ОН ОН ОН ОН ОН ОН Основа базовой цепи на атом больше, чем в жирах, — 4 атома = 1+3.

Такое же линейное обособление, как и в жирах углеродной цепи, ядром которого также является атом углерода.

Белки. Белки — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединенных в цепочку пептидной связью альфа 3.2. Компакты из атомов аминокислот. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве слу чаев используется 20 стандартных аминокислот. Поскольку амино кислоты структурно сложнее простой углеродной цепи, то полу чаются более сложные (и более крупные) молекулы. Но принцип структурирования остается прежним — линейная цепь, в которой частично углерод замещает азот (рис. 74).

Рис. 74. Структура молекулы белка.

ДНК и РНК. Это наиболее сложно организованные биологиче ские молекулы. Их топология также линейно обособлена. Вся гене тическая информация записана на последовательности пар основа ния А-Т и Г-Ц — четырех азотистых оснований. Они находятся вну три двойной спирали и закрыты от внешнего воздействия сахаром и фосфатом (рис. 75). Таким образом, генетическая информация, за писанная бинарным (простейшим) кодом в последовательности пар оснований, защищена от внешнего воздействия, и она открывает ся лишь в особые моменты деления клеток. Если обособленность Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов любой другой биологической молекулы от внешней среды носит ха рактер слова, то обособленность ДНК — текста.

Рис. 75. Структура фрагмента ДНК. Носителем генетической информации у всех живых организмов, от вируса до человека, является нуклеиновая кис лота — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) или рибонуклеиновая (РНК). На этом рисунке показана структура небольшого фрагмента ДНК. Молекула ДНК со стоит из шести химических единиц: сахара (дезоксирибозы), фосфата и четы рех азотистых оснований двух типов — пуринов и пиримидинов.

3.2. Компакты из атомов Есть и другие, в частности, структурные отличия. Во-первых, цепь здесь бинарна, что выделяет ее среди остальных трех типов биомолекул, а во-вторых, сами цепочки структурированы гораздо сложнее. Более того, существует четкая информационная периодич ность триплетов кодонов, которая и сохраняет все биологическую молекулярную информацию, что позволяет строить с помощью ДНК молекулы белков, как на конвейере.

Итак, на примере четырех основных типов белковых молекул мы видим, что в отличие от неорганических молекул они все обладают важнейшим свойством обособленности. И она здесь имеет преиму щественно линейный характер. Тот факт, что большинство сложных белковых и органических молекул состоят из длинных цепей, по казывает, что линейная запись информации, которой пользуется до сих пор и человечество, — самый удобный и незаменимый способ ее хранения. Почему? Да потому, что в этом случае возможна одно значная трансляция информации во времени.

Безусловно, линейная запись информации в белковых молекулах играет роль базы, но не исчерпывает все ее богатство. Как в поэти ческом тексте огромное значение имеет рифма, как в тексте романа большую роль играет расположение глав, разделов и абзацев, со поставление сюжетов, смыслов, картин и прочих информационных кластеров более высокого уровня иерархии, так и в биологической химии не менее важны вторичные и третичные структуры. Здесь также одна картинка порой нам может дать гораздо больше, чем не сколько страниц текста, описывающего ее.

Среди сложных белковых молекул, в частности, есть другие типы обособленности — двумерная и трехмерная. Этот вопрос мы здесь пока рассматривать не будем, хотя можно отметить, что мембраны и кожа — типичный пример двумерной обособленности.

Особая молекула, которая является своего рода мостиком между неорганической и органической химией, — это метан. Молекула ме тана самая маленькая из возможных органических молекул, и она, кроме всего, несет в себе топологию четырехмерного симплекса (см. пояснения далее). Эта молекула является началом начал для ор ганической химии, так как именно она в традиционной химической классификации расположена в пограничной области между органи ческой и неорганической химии (рис. 76).

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Рис. 76. Два варианта изображения структуры молекулы метана СН4. За счет своей структуры она представля ет собой минимизированный вариант обособления в молекулярном мире Мы видим, что в ней отражены два ключевых свойства органи ческих молекул. Она имеет в основе атом углерода. И этот атом об разует обособленную центральную область молекулы, причем то чечную.

Параметры различия компактов из атомов Все перечисленные выше пять типов компактов из атомов обра зуют свои неповторимые наборы свойств, которые можно сгруппи ровать в простую классификационную таблицу, где отражены сле дующие параметры:

наличие углерода в роли главного структурного элемента (ГСЭ);

разнообразие элементной базы;

наличие элементов трансляционной симметрии;

наличие элементов центральной симметрии;

наличие симметрии формы;

наличие обособленного центра элемента.

При этом элементы симметрии мы разделили по признаку до минирующей размерности: 0, 1 и 3. Например, центр симметрии у фуллеренов (пустой) и у комплексных соединений является по сути дела центральной точкой симметрии. А линейные цепочки повторяющихся элементов в органических молекулах мы обозна чили символом (1+). Симметрия формы у кластеров, фуллеренов и комплексных соединений имеет трехмерное выражение (3+).

Симметрия формы у цепочек липидов или углеродов — линейная.

Трансляционная симметрия внутри кластеров — трехмерная (3+), у фуллеренов и комплексных соединений — поверхностная (2+), у биологических молекул — одномерная (1+).

Безусловно, в этой классификации есть множество исключений и нюансов, которые требуют дальнейшей ее детализации.

3.2. Компакты из атомов Тип компакта Симметрия Углерод Разно как образие Транс Цен Симмет Обособ ГСЭ элемент ляцион траль рия ленный ной ная ная формы центр базы симмет симмет симмет Свойства рия рия рии Кластеры 3+ + 3+ Нерганические молекулы + Фуллерены 2+ 0+ 3+ + Комплексные соединения 2+ 0+ 3+ + + Биологические молекулы 1+ 1+ 1+ + + + Легко увидеть, что фуллерены занимают переходное положение между кластерами и органическими молекулами. С кластерами их объединяет однородность состава и симметрия, с органическими мо лекулами — углерод и химические связи. Недаром в разных работах фуллерены называют то молекулами, то кластерами. Комплексные соединения занимают переходное положение между органически ми и неорганическими молекулами. К органическим молекулам их приближает наличие обособленного выделенного центра. Впрочем, с фуллеренами их роднит наличие внешней центральной симме трии.

Таким образом, атомарные компакты образуют три основных класса: кластеры, неорганические молекулы, и органические моле кулы. И два вида компактов являются переходными (пограничными) типами — фуллерены и комплексные соединения. Именно в этом заключаются некоторые проблемы с их классифицированием.

Главное свойство биологических молекул, как мы это видим из таблицы, в том, что в них присутствуют в совокупности все при знаки, «разбросанные» по отдельности в других четырех видах ком пактов. Это принцип полноты параметров, который был предложен автором совместно с Х. Мюллером еще в 1982 г. [15] как главный принцип отличия живой материи от косной. Действительно, в био логических молекулах есть разнообразие состава, углерод как глав ный структурный элемент и все виды симметрии: симметрия фор мы (если рассматривать стержневую симметрию), трансляционная и центральная (осевая). Последнее свойство — наличие выделен ного и обособленного центрального элемента (элементов) является, как уже упоминалось, одним из ключевых свойств, так как именно Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов оно позволяет строить иерархическую систему и приводит к появ лению новых качеств на каждом из уровней иерархии.

Именно это свойство — обособленный центр приближает к орга ническому миру комплексные соединения и фуллерены.

Таким образом, мы видим, что природа, формируя компакты из атомов, идет всеми доступными для нее системными путями.

Создает однородные и неоднородные компакты, с центром и без центра симметрии, с симметрией формы и без симметрии и т.п. Это показывает, что существует принцип обязательного заполнения не кой системной матрицы всеми возможными вариантами. Вопрос лишь в том, как правильно построить эту системную матрицу.

Полнота свойств в биологических молекулах ограничивается, пожа луй, лишь тем, что на первом этапе их формирования типологическое разнообразие приносится в жертву информационной необходимости.

Дело в том, что каждая органическая и биологическая молекула не сет какую-то информационную запись, выраженную в линейной фор ме. Такое письмо человек придумал лишь во времена Древнего Египта.

Линейная топология доминирует в мире органических молекул, хотя это «исправляется» сложными конформационными структурами вторич ного, третичного и четвертичного порядка. Однако мы не будем углу бляться в эту тему, оставив ее исследование на последующие работы.

Кроме того, между всеми пятью типами атомарных компактов есть количественные и размерные границы.

Количественные границы:

До 4 атомов — только неорганические молекулы, которые имеют диапазон от 2 до 2400 атомов.

От 4 до 15 лигандов на поверхности (десятки атомов в целом) — комплексные соединения.

От 5 (метан) и более, до 450 000 (титин) — органические и био логические молекулы.

От 20 атомов до 540 — фуллерены.

От 2 до 2000 — кластеры (по некоторым оценкам, до 106).

Особый интерес представляют рекордсмены по количеству сре ди неорганических и биологических молекул:

В 2002 г. химики из университета Билефельда (Universitt Bielefeld) синтезировали молекулу, состоящую из почти 2 400 ато 3.2. Компакты из атомов мов. Поскольку эта крупная молекула по форме напоминает ежа, ее так и назвали — «Igel-Molekl» («Молекула-еж»). «Из всех извест ных на сегодняшний день — это самая большая неорганическая молекула», — с гордостью заявил руководитель группы исследо вателей, профессор Ахим Мюллер (Achim Mller). «Молекулу еж» только называют крупной — ее величина всего 6 нанометров (6 миллионных миллиметра). Суть открытия в том, что неоргани ческие молекулы не содержат углерод, с помощью которого обра зуются молекулы такой величины. Размер этой молекулы 6 10-7см.

http://www.membrana.ru/particle/ Максимальный размер среди биологических молекул имеет мо лекула мышечного белка титина (C132983H211861N36149O40883S693) ~10- см (молекула микронного (!) размера — это нечто). Ее размер на два порядка переходит из молекулярного диапазона в соседний диапа зон размеров одноклеточных. Самые маленькие вирусы начинают следующий уровень построения вещества с масштабов в 100 раз меньших (10-6 см). Поэтому природа передает эстафетную палочку развития биологических систем через узкое горлышко с масштабом порядка сотен ангстрем. Снизу к этому размеру подходят молекулы белка и РНК, а за ним начинается мир вирусов, которые представле ны минимизированным вариантом пикорновирусов имеющих раз меры 200 (20 нм).

В полном соответствии с принципом расширения элементной базы человек синтезирует искусственные молекулы, которых нет в природе, например синтетические молекулы:

PG5 — самая крупная стабильная синтетическая молекула, ко торая была когда-либо создана человеком.

Ее размер не превышает 10 нанометров, а масса эквивалентна массе 200 миллионов атомов водорода. Эта огромная молекула, подобно гирляндам, увешана древоподобными привесками.

http://globalscience.ru/article/read/19050/ По размерам молекулы также составляют разнообразные диапа зоны.

Самый узкий у комплексных соединений и неорганических мо лекул естественного происхождения — от 0,5 до 1 нм.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Шире у фуллеренов — от 0,5 до 5 нм.

Еще шире у кластеров — от 0,5 до 10 нм.

Даже если взять предельные оценки по кластерам — 100 нм и по неорганическим молекулам 6 нм, то это несравненно меньше и уже, чем у органических и биологических молекул — от 0,33 нм до 1000 нм.

Это еще раз свидетельствует о том, что жизнь в своем разноо бразии на порядки шире неживой материи, что жизнь — накопитель предельной величины информации на каждом из масштабных сре зов, даже на молекулярном. Не говоря уже о том, что разнообразие органических и биологических молекул достигает 10 миллионов, тогда как неорганических молекул — на порядок меньше.

Итак, обособленность внутренней среды — главный структур ный принцип, лежащий в основе живых систем. Безусловно, в жи вых системах он дополняется принципом минимума, который ведет к предельной плотности иерархической структуры, и принципом максимума, который ведет к предельно возможному росту разноо бразия состава на каждом из иерархических уровней. Но здесь мы рассмотрим его отдельно еще раз для всех пяти типов компактов, которые можно выстроить в некую системную последовательность нарастания обособленности:

неорганические молекулы кластеры фуллерены комплексные соединения органические молекулы 1. Неорганические молекулы не имеют внутренней обособлен ной структуры, даже в виде элемента. Единственная неорганическая молекула, которая обладает таким свойством, — метан.

2. Кластеры не имеют обособленного внутреннего элемента или структуры, так как они однородны по составу. Но в силу ряда их специфических свойств некий легкий тренд в этом направлении можно обнаружить. Например, известно, что на поверхности кла стеров есть общая электронная оболочка, в которой электроны при надлежат не отдельному атому, а кластеру в целом. Таким образом, кластеры как бы зачехлены в электронную «мембрану», и в этом смысле они имеют внешнюю оболочку. Впрочем, очевидно, что это лишь незначительно приближает их к полюсу живой материи.

Не было бы кластеров вообще, не было бы структурных уровней 3.2. Компакты из атомов в твердых телах и они бы были предельно «плоскими» в структур ном плане — только атомы и само тело. Это был бы идеальный кри сталл, который дальше всего отстоит по своей структуре от полюса живой материи.

Особое место среди кластеров занимают кластеры инертных га зов. Так, например, кластер аргона имеет структуру 1+12 — один атом находится в окружении 12 внешних кластеров. Это еще боль ше приближает кластеры к структуре типа «ядро+оболочка».

В целом же необходимо признать, что кластеры в силу своей це лостной структуры и наличия симметричной формы — своего рода только первый шаг к обособленности внутренней среды.

3. Фуллерены по сути дела имеют обособленную внутреннюю среду, но она уникальна тем, что внутри нее нет ничего:

Если заглянуть внутрь фуллерена, то мы обнаружим только пу стоту, пронизанную электромагнитными полями. Другими слова ми, мы увидим некое полое пространство, диаметром около 0, нм, содержащее «ничто» — вакуум, заключенный в углеродную оболочку, как в своеобразный контейнер. Причем стенки этого контейнера не позволяют проникновению внутрь него каких-либо материальных частиц (ионов, атомов, молекул). А само же полое пространство, как бы часть космоса, скорее есть нечто, чем ничто способно участвовать в тонких, информационных взаимодействи ях с внешней материальной средой. Молекулу фуллерена можно назвать «вакуумным пузырьком», для которого не подходит обще известный тезис о том, что природа не терпит пустоты. Вакуум и материя — две основы мироздания гармонично объединились в одной молекуле.

http://www.zaonego.ru/c60_popul.html Наличие ничем не заполненной центральной полости внутри фуллерена подогревает воображение ученых, которые предполага ют, что эти молекулы-кластеры могли сыграть важную роль в про цессе зарождения жизни и даже переносе органических молекул че рез открытые космические пространства.

Ученые неожиданно нашли маленькие капсулы времени из про шлого, датируемого в миллиарды лет. Это молекулы, которые могли Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов быть захвачены при формировании больших молекул, известных как фуллерены, или шарики-маркеры. Недавно в Гавайском уни верситете Луаном Бекером с сотрудниками были обнаружены фул лерены в древнем метеорите, который упал на Землю около 30 лет назад. Внеземные фуллерены выжили, находясь внутри метеорита.

Эти фуллерены оказались не пустыми внутри. Короткие молекулы, найденные внутри них, представляют собой зеркало, отражающее состояние Солнечной системы во время образования. Как образо вались такие фуллерены, как выжили, где еще их можно обнару жить, что может находится внутри этих капсул времени — все это является предметом для удивительных исследований.

http://www.astronet.ru/db/msg/ Надо отметить, что поскольку фуллерены еще ближе расположе ны на шкале обособленности к живым системам, то это делает их биологически активными:

Еще со времени открытия фуллеренов… была обнаружена их высокая биологическая активность. Однако любые изменения во внешней углеродной оболочке приводят к нарушению электрон ной структуры и симметрии молекулы фуллерена, что, в свою очередь, меняет специфичность ее взаимодействия со средой.

Поэтому биологический эффект искусственно трансформирован ных молекул фуллерена во многом зависит от природы «приши тых» радикалов и содержащихся в них солюбилизаторов и при месей. Наиболее яркую индивидуальность молекулы фуллеренов проявляют в немодифицированном виде, и в частности, их моле кулярные растворы в воде.

…Складывается впечатление, что гидратированный фуллерен стремится привести в «нормальное состояние» все изменения в организме к тем структурам, которые он породил как матрица в процессе зарождения жизни.

http://www.zaonego.ru/c60_popul.html Эта близость к биологическим структурам, подкрепленная тем, что фуллерены состоят из углерода — химической основы жизни как таковой, подогревает воображение ученых, которые высказыва ют смелые предположения, что именно фуллерены явились старто 3.2. Компакты из атомов выми структурами для возникновения органических молекул, что они могли послужить одновременно и переносчиками «вирусов»

жизни на молекулярном уровне во Вселенной:

Благодаря своей необычной конструкции фуллерены могут пе реносить внутри себя различные молекулы и атомы. Если фулле рены попадут на поверхность астероида, то рано или поздно они вместе со своим содержимым могут оказаться на поверхности пла нет. Впоследнее время вышел целый ряд работ, в которых было по казано, что в космосе значительно больше сложных органических молекул, чем считалось. Так, в центральной части Млечного Пути были найдены молекулы, аналогичные тем, которые придают вкус малине, а в планетарной туманности в созвездии Жертвенника астрономы обнаружили фуллерены из 60 и 70 атомов углерода.

http://rus.tvnet.lv/hi_tech/kosmos/151685-kosmos_okazalsja_zabit_ nanochasticami Тот факт, что фуллерены состоят из углерода, обладают цен тральной симметрией и могут быть наполнены какими-то ядерны ми комплексами, делает их предельно близко стоящими к живым системам.

Молекула фуллерена является органической молекулой, а кри сталл, образованный такими молекулами (фуллерит), — это моле кулярный кристалл, являющийся связующим звеном между орга ническим и неорганическим веществом.

http://www.o8ode.ru/article/water/nanotechnology/shungit.htm Год назад произошло знаменательное событие в мире фулле ренов:

Японские химики с помощью метода «молекулярной хирургии»

смогли поместить одиночную молекулу воды внутрь фуллерена — углеродной молекулы, похожей на футбольный мяч, собранный из 60 атомов углерода, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

Ученые отмечают, что созданный ими метод позволит исследо вать свойства единичных молекул воды, а также создать способы Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов помещать другие молекулы в C60, C70, и фуллерены более высоких порядков.

http://ria.ru/science/20110728/408742208.html Исследуя структуру фуллеренов и вирусов, ученые предположи ли, что в будущем можно будет создавать нанокапсулы, например, для транспортировки лекарственных соединений в нужное место организма.

Приведенные выше примеры еще раз подтверждают роль обосо бления внутренней среды от внешней как фактора зарождения жиз ни и влияния на нее. Поэтому компакты с ядром являются структур ной основой для перехода от неживых систем к живым.

4. Комплексные соединения наиболее близко расположены на шкале обособления к объектам органической химии. По сути, их структура и свойства основаны именно на наличии внутреннего атома, который отличается от внешнего окружения и служит при этом главным формирующим эти соединения агентом.

Именно поэтому, скорее всего, комплексные соединения игра ют в биохимических процессах совершенно незаменимую роль.

Другими словами, без них жизнь была бы просто невозможна.

Например, комплексные соединения имеют важное значение для живых организмов — так, гемоглобин крови образует комплекс с кислородом для доставки его к клеткам, хлорофилл, находящийся в растениях, является комплексом.

Координационные соединения.

Основы современной координационной теории были изложе ны в конце XIX в. швейцарским химиком Альфредом Вернером, обобщившим в единую систему весь накопившийся к тому вре мени экспериментальный материал по комплексным соединени ям. Им были введены понятия о центральном атоме (комплек сообразователь) и его координационном числе, внутренней и внешней сфере комплексного соединения, изомерии комплекс ных соединений, предприняты попытки объяснения природы хи мической связи в комплексах.

Значение координационного числа (КЧ) комплексообразова теля зависит от его природы, степени окисления, природы лиган дов и условий (температуры, природы растворителя, концентрации 3.2. Компакты из атомов комплексообразователя и лигандов и др.), при которых протекает реакция комплексообразования. Значение КЧ может меняться в раз личных комплексных соединениях от 2 до 8 и даже выше. Наиболее распространенными координационными числами являются 4 и 6.

Рис. 77. Тетраэдрическая структура Br иона [AlBr4] Комплексообразователь и окру жающие его лиганды составля ют внутреннюю сферу комплекса.

Al Br Br Частица, состоящая из комплек сообразователя и окружающих ли Br гандов, называется комплексным ионом. При изображении ком плексных соединений внутреннюю сферу (комплексный ион) огра ничивают квадратными скобками. Остальные составляющие ком плексного соединения расположены во внешней сфере (рис. 77).

http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov/17.html С точки зрения формирования компактов комплексные соедине ния представляют собой уникальный класс молекул с центром сим метрии и ядром. Их формула в нашей трактовке 1+N, где N = 2…12.

Обычно это 4 или 6.

Координационные соединения — это огромный мир структур, собранный из атомов и молекул, которые объединяет самое глав ное — наличие ядра и оболочки. По сути дела это первые хими ческие структуры, которые сделали шаг к жизни. И еще предстоит понять, какова их роль в создании первых протоклеток и биологи ческих молекул. Но очевидна их незаменимая роль в процессе жиз недеятельности современных организмов. Без комплексных соеди нений жизнь просто невозможна. Существуют миллионы сложных молекул, но для функционирования живых организмов особую роль играют именно координационные соединения.

Что же в принципе отличает комплексные соединения от органи ческих молекул? В первую очередь отсутствие в центре компакта главного атома жизни — углерода (о его особой роли в формирова нии органических молекул мы расскажем дальше).

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Итак, мы рассмотрели различные степени приближения в мире компактов к обособленной внутренней среде. Очевидно, что сте пень приближения к этому типу структуры полностью согласуется со степенью влияния этих соединений на жизненные процессы.

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Выше мы рассматривали обособление самого простого типа — это «ядро+оболочка». Центральное ядро, окруженное оболочкой, — вообще ключевая структура для Вселенной. Так устроены все атомы, все звезды и большие планеты. Так устроена и Солнечная система, если здесь в качестве оболочки рассматривать кометное облако Оорта. Именно в таких структурах происходит важнейший энергетический процесс во Вселенной — выделение свободной энергии из вещества в пространство. Там, где есть такая структура, — есть жизнь в самом широком понимании этого слова.

Структуры с ядром и оболочкой можно разделить на два край них варианта проявления. Первый — когда ядро на многие порядки меньше самого объекта. Ядра структур такого типа можно отнести к 0-мерному классу. Это, например, атом и планетарные системы (вме сте с кометными облаками), так как здесь ядро в 100 000 раз меньше, и оно для системы в целом — точка. Второй — структуры типа клетки, в которых ядро по размерам составляет не менее 0,1 части. Это все жи вые клетки, планеты и звезды. Ядра в клетках и звездах можно отнести к трехмерному типу. Мы видим, что между самой большой звездой и клеткой, у которых ядро всего лишь в 10 раз меньше, и планетной системой и атомом, где ядро в 100 000 раз меньше, есть огромная па раметрическая разница в 4 порядка. Является ли это основанием для разделения атомов и клеток на структуру с точечным (нульмерным) ядром и объемным, сопоставимым с самим объектом (трехмерным) ядром? В принципе этот вопрос требует дополнительной проработки.

Между нульмерным и трехмерным вариантом структуры «ядро+оболочка» можно выделить еще два типа обособленных 3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни структур такого же типа — одномерные и двумерные. Одномерные, это, например, липиды, углеводы и белки. Здесь речь идет об обосо бленном линейном внутреннем пространстве. Именно так устроены практически все линейные органические молекулы, в которых це почка из атомов углерода закрыта от внешнего воздействия водо родом, кислородом и другими химическими элементами. Это прин цип изолированного провода.

Более сложно найти примеры обособления в двухмерном про странстве. Самый очевидный пример — обособление слоя, когда речь идет о зажатом между двумя слоями среднем слое, который играет роль главного носителя информации и организатора струк туры в целом. Возможно — это трехслойные мембраны клеток или нечто подобное.

Еще более сложным является обособление четырехмерных струк тур. Далее мы покажем, что важнейшим проявлением четвертого из мерения является масштабное измерение. И наиболее близкой трех мерной конфигурацией к четырехмерному пространству обладает спираль, так как в ней объединены два полярных вида движения — круговое и прямолинейное. Так вот, в спирали ДНК вся информация закодирована кодонами, которые образуют триплеты. Триплет — не кая целостность на спирали ДНК. Все триплеты соприкасаются друг с другом своими крайними парами оснований. Но одно основание всегда оказывается в центре. И хотя эта обособленность одновременно является симплексом одномерного пространства, здесь, скорее всего, перед нами проявление обособленности в четвертом измерении, вы раженное в геометрической проекции на линейную структуру ДНК.

На каждом из трех М-этажей жизни реализуются свои особые доминирующие принципы структурообразования. Первичным и ба зисным принципом при этом является принцип обособленности.

Именно его реализация «запускает» процесс формирования биоло гических систем на всех трех М-этажах.

Выше мы рассмотрели особенности обособления на нижнем, полуподвальном М-этаже жизни — на уровне органических и био логических молекул. Ключевую роль там играет углерод, который не только находится в центре компактов разной топологии, но и по сути дела строит все эти компакты вокруг себя.

Ниже мы рассмотрим, как реализуется принцип обособления на трех М-этажах жизни — клетках, организмах и социумах.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Принцип «клетки»

Очевидно, что изначально для формирования самого перво го уровня жизни необходимо обособление внутренней среды (ко торая затем и стала биологической) от внешней (абиотической).

Обособление жизненного ядра от внешней среды осуществля ется с помощью оболочки. Такую структуру мы будем называть «ядро+оболочка». Именно такую структуру имеют все вирусы.

И если бы при синтезе живых систем действовал лишь этот один принцип, то структура «ядро+оболочка» собиралась бы с анало гичными структурами в комплекс следующего уровня. Однако действие второго важного для формирования живых систем факто ра — включенности во внутреннюю среду представителей внеш него мира, требует формирования промежуточной внутренней среды. В эту среду, которая является матрицей для всех форм эле ментов нижнего уровня, собираются «полномочные представите ли» с нижних уровней. Внутренняя среда заполняет пространство между ядром и оболочкой, в результате получается трехслойный тип структуры «ядро+среда+оболочка», который мы будем упро щенно называть в дальнейшем структурой клетки, или просто клеткой (рис. 78).

оболочка внутренняя среда ядро Рис. 78. Слева схема принципа обособления внутренней среды от внеш ней с выделением промежуточной среды. В центре — клетка (ядро — ДНК, среда — цитоплазма, оболочка — мембрана), справа — структура Аркаима (в центре — «храм» под открытым небом).

Именно так гипотетически начали формироваться первые од ноклеточные на Земле примерно 3,5 млрд. лет назад. От капель Опарина к бактериям, вирусам и эукариотам.

Возникает вопрос: является ли этап «ядро+оболочка» обязатель ным для начала формирования любого нового уровня на любом из М-этажей биосферы?

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Напомним, что у биосферы три М-этажа, для которых есть три нижних уровня элементов, из которых они и создаются: биологи ческие молекулы — элементы для построения первого М-этажа биосферы, клетки — элементы для построения второго М-этажа, люди — элементы для построения третьего М-этажа. Рассмотрим, есть ли подобные структуры в самых нижних слоях этих трех М-этажей.

Первый М-этаж — клетки. На первом М-этаже биосферы, там, где живут одноклеточные организмы, принцип «ядро+оболочка»

реализован на нижнем уровне сложности в царстве вирусов, осо бенно у вирионов (рис. 79), у которых есть только ядро (РНК) и бел ковая оболочка.

Рис. 79. Вирион — РНК в оболочке из молекул белка.

Более сложные вирусы имеют несколько оболочек, но у них нет внутренней среды — цитоплазмы. У бактерий появляется вну тренняя среда в виде цитоплазмы, но ДНК еще не оформлена в ядро. И наконец, на тре тьем уровне у эукариот мы видим полный набор: ядро клетки, цитоплазма и мембрана.

Так в три этапа эволюция полностью реализует принцип клетки на первом М-этаже.

Второй М-этаж биосферы — многоклеточные организмы..

Гипотетический предок многоклеточных животных — фагоцител ла (рис. 80). Она плавала в толще воды за счет биения ресничек Рис. 80. Этапы происхождения мно гоклеточности: I, II – сферические колонии жгутиковых, III-V – фаго цителлы разной степени сложности;

1 – кинобласт, 2 – рыхлый фагоци тобласт, 3 – скопление чувствитель ных клеток на переднем конце тела, 4 – ротовое отверстие, 5 – половые клетки, 6 – эпителизованный фаго цитобласт.

http://ecology-portal.ru/publ/8-1-0- Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов кинобласта, а питалась, захватывая взвешенные в среде частички пищи и переваривая их клетками фагоцитобласта. На более поздних этапах эволюции происходили многочисленные адаптации потом ков фагоцителлы к многообразным условиям существования при оседании их на дно или при перемещении к поверхности, а также при изменении источников питания (захват мелких или крупных, живых или мертвых пищевых частиц).

На этом примере очень хорошо видны этапы формирования мно гоклеточных, которые начинаются с обособления внутренней среды от внешней с последующим ее усложнением и структурированием.

Следовательно, эволюция сначала создала этот принцип обосо бления клеток для одноклеточных, у которых роль множества кле ток выполняют небольшие споры, а потом перешла на следующий этаж, где тот же принцип был реализован уже для настоящих много клеточных.

По точно такой же схеме — обособление, выделение, формиро вание и структурирование — идет развитие любого современного многоклеточного организма.

Итак, мы видим, что все многоклеточные организмы (переход к ко торым был подготовлен жгутиковыми и начат фагоцителлами) начина ют свое развитие из зиготы по простой схеме. За счет деления увеличи вается размер, образуется полость, два слоя вспучивания, и в результа те из внешнего слоя клеток происходит формирование оболочки, вну три которой обособляется среда. Оболочка затем превращается в кожу, внутри среды формируются все органы и мозг с ЦНС (ядро).

Третий М-этаж — социальные системы. Система «ядро+оболочка» реализуется на первых этапах формирования и социальных систем. Здесь базовыми элементами являются люди.

Формирование из людей структуры типа «ядро+оболочка» впервые началось на загонной охоте, когда был выбран старший — вождь охотников. Его место было в функциональном центре управления загонной охотой, хотя на местности он мог находиться в разных местах. Затем эта традиция перешла к военным группам, до на ших дней эта структура лучше всего сохранилась у казаков. В ста тическом виде она практически полностью копирует структуру «ядро+среда+оболочка». Эта трехслойная конфигурация сохрани лась в процедуре выбора атамана, которая проходила в казачьих войсках один раз в год.

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Круг — общий войсковой совет казаков, высший орган самоу правления. На нем решались вопросы войны и мира, раздел меж ду куренями угодий, о переизбрании сечевой старшины и другие вопросы. Высшая власть у казаков принадлежит Кругу и только Кругу, а в период между Кругами — атаману. В рамках Круга ни когда не существовало каких-либо иных институтов управления, кроме самого Круга казаков. Прежде Круг проходил на площади (майдан) и состоял из выборных казаков (делегаты от казачьих объединений). Старшины становились в круг, а за каждым курен ным атаманом стояли казаки одного куреня.

Мы видим, что структура здесь такая же: «атаман + старшины + казаки».

Структура ядра и оболочки очень хорошо просматривается при образовании любого нового социального организма. Сначала появ ляется лидер, который собирает вокруг себя сторонников. Наиболее известные примеры из прошлого: Будда и его 12 учеников, Иисус Христос и 12 апостолов.

Итак, на всех трех М-этажах жизни и в ее «полуподвале» мы ви дим примеры формирования структуры типа «ядро+оболочка».

Однако, несмотря на одинаковый старт, на каждом из этажей для дальнейшего формирования эволюция выбрала различные типы структур.

Основные типы структур на трех М-этажах жизни Первый М-этаж — клетки. Очевидно, что весь первый этаж — это поэтапное формирование структуры клетки. На нижнем уровне у вирусов есть ядро (РНК) и оболочки (белки). На среднем уровне у бактерий уже появляется промежуточная среда — цитоплазма. На верхнем уровне дополнительно происходит обособление генетиче ского материала от цитоплазмы в отдельном ядре. Основной прин цип на этом этаже — обособленность (клетка).

Второй М-этаж — деревья. Многоклеточные начали разви ваться с растительного царства. Первые водоросли в воде, мхи Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов и лишайники на суше. Постепенно сформировались высшие расте ния. В настоящее время более 90% растений находятся на суше. Из них более 90% — деревья. Очевидно, что структура дерева — глав ный принцип развития для растительного мира. Но и в животном мире этот тип структуры является стержневым — скелет и особенно самые важные жизненные системы, такие как кровеносная и нерв ная, имеют древовидную структуру (рис. 81).

Рис. 81. Структура типа «дерево». Справа — один из примеров древовидной системы внутри организма.

Основной принцип структурного формирования на втором эта же — фрактальность (дерево).

Третий М-этаж — пирамиды. В биосистемах, таких как био ценозы и социумы, главным типом структур является пирамида — пищевая и социальная. Недаром же первые мегалитические соору жения первых речных цивилизаций имели именно пирамидальную форму. Социальная пирамида, по сути дела, сформировалась имен но в этих первых цивилизациях. До этого в общинах не было осво божденного вождя, его выбирали на время, и он участвовал во всех делах общины на равных.

Основной принцип структурного формирования на третьем М-этаже — иерархия (пирамида).

Таким образом, на разных М-этажах доминируют различные структурные схемы (рис. 82). Но при этом, в соответствии с принци пом включенности нижних уровней в верхние, на каждом из после дующих этажей происходило со временем включение и предыду щих находок эволюции.

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Рис. 82. Структура «пирамида». Вверху слева — пищевая в биосфере, внизу — пирамида жизни с социальной вершиной.

«Принцип дополняемости»

В предыдущем разделе мы выделили важнейший принцип поэ тапной включаемости нижних уровней в верхние при построении иерархической живой системы. По сути, речь идет о «принципе дополняемости»26, который является более общим, чем принцип 26 Не путать с принципом дополнительности.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов клетки, дерева или пирамида, так как он действует над ними, на ме тауровне.

Рассмотрим, как этот принцип реализуется на трех М-этажах биосферы.

На втором этаже биосферы многоклеточные возникли в виде де ревьев, и до сих пор этот вид многоклеточных составляет более 90% массы биологического вещества Земли. Дерево и выражает, собствен но говоря, «принцип дерева». Первые многоклеточные животные так же больше походили на «деревья». Например — коралловые полипы.

Однако постепенно на второй этаж «подтягивался» и принцип клетки.

Первые растения не имели четкого разделения на кембрий, ствол и кору, что является линейным вариантом клеточной структуры. Но постепен но, в ходе эволюции сформировалась клеточная структура у растений в целом — кора (мембрана) и сердцевина (ядро). Более того, по мере развития растительного царства возникали семена и плоды, в которых принцип клетки проявлен отдельно, так сказать в «чистом виде».

Принцип клетки проник на второй М-этаж и для животного мира, в настоящее время любое животное — это одна огромная «клетка»

с мембраной-кожей, ядром-мозгом и внутренней средой, состоящей из систем и органов. Причем сочетание принципа дерева и принципа клетки осуществляется и на подуровне животного организма. Так, из функциональных систем в организме человека стержневая (основная) часть организована в виде «деревьев» — кровеносная, нервная, лимфа тическая, скелетная, мышечная и т.п. системы, а некоторые дополни тельные, например кожа, — в виде клетки. Следовательно, любое жи вотное на втором М-этаже — это синтез двух принципов: дерева и клет ки. Образно говоря, животные — это деревья внутри огромной клетки.

Аналогично подтягиваются со временем с нижних этажей и струк туры на социальный уровень. Первичные социальные структуры до цивилизационного периода представляли собой общину или племя в виде крошечной социальной пирамиды. Племя возглавлял вождь или совет вождей (старейшин). Они были всегда выборными (власть не наследовалась) и не были освобождены от общих дел. Пирамида власти стала сложнее и выше в степных кочевых цивилизациях. Но социумы в это время еще не имели обособленных границ. Они поя вились лишь вместе с первыми городами (Иерихон и Библ). Затем на базе городов стали появляться речные цивилизации. Таким образом, город — это перенос принципа клетки с первого М-этажа жизни на 3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни третий. Первые города всегда были окружены крепостными стена ми, в центре был храм и административное здание. Это было ядром города. Город со стеной-мембраной, ядром-храмом и «цитоплазмой»

из поселений ремесленников, военных, торговцев и т.п. функцио нально уже представлял собой все ту же «клетку».

Первый город — Иерихон — возник 10 000 лет назад. Именно с этого момента на социальный этаж проник принцип клетки так как город представлял собой каменную стену (мембрану) с цен тральным храмом (ядром) и шатрами с жителями (цитоплазмой).

Со временем и сами государства стали воздвигать вокруг своих территорий границы, которые служили мембранами, через них уже шла фильтрация людей и товаров из внешней среды. Высокого раз вития государство-клетка достигло, пожалуй, впервые в Римской империи. Здесь ядром была Италия с ядрышком Римом, «цитоплаз ма» — колонизированные страны и граница, за пределами которой находилась среда из менее развитых социальных общинных систем.

Причем от северных германцев Рим отгородился реальной границей мембраной — стеной. Аналогичную стену несколькими столетиями раньше построила и китайская цивилизация, которая также отгора живалась от кочевых северных народов. И Рим и Китай своего време ни еще не оформили до конца границу вокруг своих территорий, они ограничились северной стеной27, которая отделяла их от менее раз витых племен. Со временем граница стала обязательным атрибутом любого государства. В эпоху феодализма клеточный тип структуры стал тотальным для городов и замков. Устанавливались и границы между государствами, что нашло свое окончательное завершение после возникновения сплошных пограничных защитных «мембран»

с погранвойсками, таможенными службами и т.п. Таким образом, по степенно в ходе эволюции социальных систем возникли структуры, соединяющие в себе два принципа — пирамиды и клетки.

Постепенно включался в структуру социальной жизни и прин цип дерева. В наше время это и развитая сеть дорог разного значе ния, и информационные сети, сеть магазинов и т.п. (рис. 83).

27 Стена, которая закрывала доступ северным германским племенам, име ла протяженность около 550 км. Подробности можно посмотреть по ссылке: http://www.germany.travel/ru/towns-cities-culture/unesco-world heritage/roman-limes.html Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Рис. 83. Транспортная система в виде корневой системы дерева Принцип «заброса» на верхние уровни Еще одним системным принципом, который реализуется незави симо от того, какой уровень эволюции мы рассматриваем, является принцип инерционного прорыва нижних структур на верхний уро вень. Назовем его «принципом заброса». Рассмотрим его реализа цию на трех этажах биосферы.

Изначально очевидно, что на каждом из М-этажей доминирует свой тип структуры: клетки на первом, деревья на втором и пирами ды на третьем. Однако есть важная особенность в таком разделении.

Она состоит в том, что типы структур с нижних этажей прорывают ся на верхние, причем в трех разных вариантах: 1) отдельные редкие экземпляры-переростки, 2) включенные элементы в качестве части структур верхнего этажа и 3) частично самостоятельные элементы (с некоторым периодом самостоятельного пребывания вне струк туры верхнего этажа). Этот процесс проникновения нижних типов структур на верхние уровни можно изобразить в виде инерционной схемы (рис. 84).

Рассмотрим в качестве примера тип структуры «клетки».

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Мось Рис. 84. Схема пе ы нт рехода элементов внутри объектов нижнего уровня га г и на верхний, где отдельные редкие ты они достигают Мир экземпляры ен примерно 0,5 мас объектов м Эле штабной высоты верхнего уровня Мграница по размеру, сохра ов Мир няя свои типич нт элементов ные свойства ме ле э ия ц лю Эв о Эволюция на первом М-этаже постепенно дошла до пределов разнообразия у бактерий — около 10 миллионов видов и разме ров — у инфузорий, самых крупных одноклеточных организмов.

Постепенно все 5 порядков на М-оси, отведенных эволюцией для одноклеточных, были полностью заполнены самыми разнообразны ми формами. Но в силу тенденции жизни к заполнению всего до ступного ей на данном этапе развития параметрического простран ства стали появляться одноклеточные организмы-гиганты, которые явно переросли свой клеточный диапазон в пять порядков и забра лись на «чужую территорию» масштабного диапазона многокле точных. До наших дней дожило несколько видов огромных клеток «динозавров». В Марианской впадине нашли самые большие одно клеточные организмы (ксенофиофоры), размер которых составляет 10 сантиметров, что более чем на два порядка превышает размеры всех известных на Земле одноклеточных.

Когда на втором этаже начали формироваться многоклеточные организмы, стремление к продолжению роста у клеток проявлялась в огромных размерах клеток внутри этих организмов. Это и клетки мышечной ткани, и ткани растений, и аксоны:

Лубяные волокна льна и хлопчатника имеют длину до 5 см, у ки тайской крапивы они достигают 22 см. Особенно велики клетки, образующие «млечные сосуды» у молочайных и некоторых других растений. Не имея перегородок и в сущности представляя собой одну клетку, они, разветвляясь, прорастают через весь орган или даже через все растение, достигая в длину 1 м и более.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов …Морская водоросль каулерпа, по существу, тоже состоит из одной клетки, но она буквально имитирует высшие растения.

У нее ползучий «стебель» наподобие корневища высших растений, нарастающий с одного конца и отмирающий с другого. От «кор невища» отходят выросты, играющие роль корней, с помощью ко торых водоросль прикрепляется к морскому дну. На «корневище»

образуются другие выросты, похожие на листья высших растений.

И все это в пределах одной гигантской клетки в несколько дециме тров величиной. В теле каулерпы нет перегородок, а имеется лишь сложная система перекладин, или балок, создающих своего рода каркас, который придает прочность телу.

http://zooflora.ru/kletki/kletki-karliki-i-kletki-giganty/ …Отходящие от тела нервных клеток отростки бывают двух ро дов. Одни сравнительно короткие, ветвистые и покрыты многочис ленными придатками, или шипиками. За ветвистость их назвали дендритами (от греческого слова «дендрон» — дерево). Дендриты с их шипиками и являются воспринимающим аппаратом нервной клетки. Они воспринимают несущиеся к нервной клетке по много численным волокнам импульсы (возбуждения). Другие отростки нервных клеток длинные, тонкие, гладкие и дают мало ветвей. Их назвали нейритами, или аксонами. Некоторые клетки мозга дают такие длинные аксоны, что они могут тянуться на 70–80 см от тела клетки… Каждая нервная клетка имеет только один аксон. Эти чу десные отростки передают импульсы от нервной клетки к другим клеткам нервной системы или к каким-нибудь органам (мышцам, железам, кровеносным сосудам).

http://marvelpussy.ru/nervklet.php На примере нервных клеток мы видим, как одновременно взаимно влияют друг на друга два принципа: клетки и дерева. В клетках про исходит обратная эволюция, что реализуется в принципе дерева для строения клетки (дендриты) и принципе заброса на верхний уровень, когда клетка подрастает до размеров всего организма (аксоны).


По мере эволюции происходит еще один важный переход клеток на второй М-этаж — некоторые половые клетки обособляются от много клеточных и на время приобретают автономность. Речь идет, напри мер, об икринках и яйцах. Эти клетки вырастают внутри многокле 3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни точного организма, а затем выходят из него для продолжения цикла развития. Часть икринок и яиц приобретают полную самостоятель ность, например, яйца черепах или змей. Некоторые частичную са мостоятельность — яйца птиц, которые их продолжают «опекать», т.е. высиживать. Яйца достигали в эпоху динозавров 30 см, а сегодня самые крупные яйца страуса не превосходят 15 см. Все три этапа «за хвата» клетками верхнего этажа можно изобразить в виде схемы «за броса» (рис. 85).

Мось М и р о включённый аксоны 2 р г клеткигиганты прямой а н обособленный яйца и з м о в инфузории М ок и р жгутиковые ет кл к л бактерии я е ци т ю ол о к вирусы Эв Рис. 85. Прямой вариант — гигантские клетки, например археоамебы.

Включенный вариант — гигантские клетки внутри многоклеточных орга низмов, которые не могут существовать автономно, например аксоны внутри многоклеточных организмов. Обособленный вариант — клетки, которые мо гут некоторое время существовать вне многоклеточного организма, но явля ются его продуктом и служат промежуточным этапом при переходе от поколе ния к поколению (например, яйца) Аналогичный инерционный «заброс» на масштабные высоты на блюдается для любого нового эволюционного вида или даже более крупного таксона. Гигантские насекомые появились, когда лидером эволюции были именно насекомые. Когда на острие эволюции вышли ящеры, они достигли предельных размеров в 30 м, затем откатились назад по М-оси и теперь не превышают размеров в 10 м (крокодилы).

Возможно, и первые люди были гигантского роста, от 3 до 5 м:

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов В то время были на земле исполины, особенно же с того време ни, как сыны Божии стали входить к дочерям человеческим, и они стали рождать им: это сильные, издревле славные люди.

(Быт. 6.4) Своего сверхпредела достигали все виды животных, например, ти гры (саблезубые), носороги, собаки, медведи и т.п. Отдельные пред ставители этого перехлеста размеров дожили и до наших дней. Отсюда все эти находки гигантских кальмаров, змей и других диковинок.

Соответственно аналогичный эволюционный гигантизм можно найти и для растений. Есть необычные гигантские цветы, папо ротники, есть лианы и древняя разновидность водорослей, длина которых достигает километров. Хотя естественный (в пределах до пустимого диапазона размеров) рост растений не превышает сотни метров (секвойи).

Таким образом, любой тип живых систем, возникнув один раз, растет в размерах и продолжает двигаться вверх по М-оси в виде уникальных представителей-гигантов, в виде включенных внутрь системы более высокого уровня элементов, а в конечном итоге — в виде системного принципа. Что касается принципа пирамиды, то в человеческих мечтах и фантазиях он переносится в небесное бу дущее в виде божественной иерархии. Пока это происходит в виде фантазии, в мыслеформах. Но кто знает, не выйдет ли социальная пирамида на просторы духовного мира и материально?

Космологические модели Три принципа жизни — обособленность, фрактальность и иерар хия, которые можно еще называть принципом яйца, дерева и пира миды, нашли свое проявление не только на трех М-этажах биосфе ры, но и в различных вариантах космологических моделей.

Можно предположить, что именно эти три принципа стали скры той идеей, воплощенной в древности в разные модели Вселенной:

в виде яйца, дерева и пирамиды (рис. 86).

И как тут не вспомнить об Адаме и Еве. Жили себе счастливо в раю, пока им змей не преподнес плод с древа познания добра и зла (рис. 90).

3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Рис. 86. Древняя синтетическая модель Вселенной, в которой гармонично соединены все три принципа: яйцо, дерево и пирамида, — гора Меру Если приглядеться к модели Вселенной на рис. 87, то дерево сни зу обвивает змея. Она изображает еще один вариант модели мира — вселенского змея Уробороса.

Что же символизирует свернутый в спираль змей? Принцип мас штабного подобия подсказывает — это молекулярный масштабный подвал биосферы, который занимает на М-оси короткий интервал от атомов (–8) до вирусов (–6). В этом диапазоне расположены все биологические молекулы, которые имеют линейную структуру:

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Рис. 87. Змей Уроборос — древний космоло гический символ Вселенной.

жиры, углеводы, белки, а самое глав ное — ДНК, в которой закодирована в двойной спирали вся информация об организме (рис. 88). Чем не змея, обивающая ствол дерева жизни?

Рис. 88. Схема молекулы ДНК Кстати, всем известный символ медицины в виде змеи, отдающей свой яд для лекар ства, — скорее всего, упроще ние более глубокого и древнего символа. С древнейших времен змея в спирали символизиру ет генетический информаци онный код, который и лежит в основе жизни (рис. 89).

Рис. 89. Слева — один из вариантов знака медицины. Справа — древнейший эзотерический символ, который, скорее всего, был взят во время медитации из нижнего молекулярного подвала масштабной структуры жизни 3.3. Формирование первичных структур на трех М-этажах жизни Рис. 90. Адам и Ева у древа познания, змей, плод и начало развития челове ческого общества Здесь есть все: молекулярный подвал с информационным ко дом — символом которого является змей. Плод — это символ яйца, семя, из которого рождается организм и который символизирует переход человека от райской жизни к земному половому размноже нию. Дерево — символ структуры второго М-этажа. Адам и Ева как первая семья, в которой сразу же была заложена пирамида власти — символ третьего М-этажа. Ева должна подчиняться мужу.

И дерево-то там не простое было, а древо познания. Чего?

В Библии оставлено только познание добра и зла, но ведь позна ние шире этих двух понятий, и вообще-то именно оно и формирует Цивилизацию.

Вот как символически воспринимали древние начало истории человечества, истории строительства гигантской социальной пира миды от семьи до глобальной земной цивилизации наших дней, от «генетического змея» до социального мира.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Как было отмечено выше, три М-этажа биосферы характеризуют ся тремя типами: элементы, объекты, системы. Можно поэтому сое динить вместе все разнообразие структур на каждом из М-этажей:

М-этаж Обитатели Тип Принцип Типовой биосферы целостности структуры образ Нижний Одноклеточные Элементы Обособленность Клетка Средний Многоклеточные Объекты Фрактальность Дерево Верхний Биоценозы, Системы Иерархичность Пирамида социумы Объединяя все эти принципы структурной организации в одну модель с учетом их доминирования на каждом из участков М-оси, можно получить некий синкретичный образ (рис. 91).

Мось Биосфера Иерар Верхний хические системный Пирамида системы этаж Биоценозы, социумы Средний Фрактальные Многоклеточные объектный Дерево объекты организмы этаж Нижний Обособленные Одноклеточные элементный Яйцо элементы (простейшие) этаж Молекулярный Молекулярный Змей фундамент жизни фундамент жизни Рис. 91. Принципы организации на М-этажах жизни на Земле. М-ось — де сятичные логарифмы размеров систем в сантиметрах. Общий овал и общая пирамида символизируют взаимопроникновение принципов 3.4. Открытые структуры из компактов 3.4. Открытые структуры из компактов Выше мы рассмотрели различные варианты образования компак тов в природе. Кроме пути формирования из компактов систем сле дующего уровня, есть путь формирования из компактов регулярных структур, у которых растет количество элементов, но не формиру ются дополнительные уровни иерархии. Этот путь количественного роста без качественных изменений можно отобразить на диаграмме «количество-сложность» (рис. 92).

lg L, Мось Галактики Скопление галактик Звёзды Скопление звёзд 2 Люди Толпа Атомы Кристаллическая решётка 13 Нуклоны Ядра атомов lg N, Nось Рис. 92. Матрица объектов в двух координатах.

Вертикальная ось — М-ось, логарифм размеров объектов в сантиметрах. По вертикали откладываются структурные уровни (уровни иерархии). Это мас штабная ось Вселенной.

Горизонтальная ось — количественная ось, откладывается количество эле ментов в системе (в логарифмах, LgN) Например, свернутый полк имеет полностью укомплектованный командный состав, но лишь незначительно наполнен солдатами.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов А развернутый полк имеет полностью укомплектованный солдата ми состав. Иерархическая структура этих двух видов подразделе ний одинакова, но «масса» — разная. И наоборот, при одинаковой «массе» иерархическая структура может быть совершенно разной.

Сравните толпу и коллектив НИИ, человека и деревянную статую.

Количество сотрудников, атомов и т.п. может быть одинаковым, а вот иерархическая сложность — совершенно разная.

Если компакты образуют открытую систему (например, толпу) со свободным внутренним перемещением, то так формируются «среды». Если все элементы этой системы закрепляются в узлах какой-либо структуры, то возникают тела.

Рассмотрим, как из первичных компактов образуются тела — протяженные в пространстве регулярные структуры.

Регулярные решетки из компактов Когда говорят о регулярной симметрии, то имеют в первую очередь в виду кристаллическую решетку твердых тел. Но регулярные решет ки в природе образуются не только из атомов, но и из молекул, класте ров, фуллеренов и т.п. Они могут образовываться из любых элементов, объектов, систем и компактов. Происходить это может на любом этапе развития даже из очень сложных объектов и систем. Поэтому можно предположить, что на каждом уровне иерархии природа словно стро ит горизонтальную полочку как на диаграмме «размер-сложность»28, которую представляет собой регулярная решетка.


Приведем здесь несколько редких примеров формирования регу лярных решетчатых структур на разных уровнях масштабов и для разных типов тел и систем.

Фуллериты. Совсем недавно были открыты регулярные струк туры, образованные из фуллеренов, — эти открытые регулярные структуры получили название фуллеритов.

Отметим, что фуллерит — яркий пример многоуровневой струк туры. В нем есть четко выраженные три уровня: атомы углерода, 28 Напомним, что сложность мы оцениваем в данной работе по упрощенному крите рию количества уровней иерархии (структуры). Любая регулярная решетка имеет один и тот же уровень иерархии независимо от своего размера.

3.4. Открытые структуры из компактов фуллерены и тело самого фуллерита. Таким образом, фуллерит — ярчайший пример того, как бы развивалась структура косной при роды по кластерному пути. Можно предположить, что следующий уровень кластерирования привел бы к созданию метакластеров из фуллеренов с числом атомов 60х60 = 3600, а их регулярная структу ра могла бы породить новый материал, своего рода метафуллерит.

Еще один пример регулярной структуры из компактов — это кристаллы белка, например, кристалл белка вируса некроза табака.

Белок — сложная органическая молекула, у которой есть четыре уровня структурирования. Собранные из него кристаллические бло ки можно уподобить стенке, собранной из калькуляторов.

Эти примеры иллюстрируют сделанный ранее вывод о том, что практически на всех уровнях структурирования материи возможны ответвления по горизонтальной прямой, которая будет отражать ре гулярные структуры. Таким образом, где бы мы ни выбрали точку на М-оси, от нее можно провести горизонтальную «полочку» ре гулярных структур, которые складываются из элементов, объектов и систем выбранного размера. Клетки соединяются в ткани, пти цы в стаи, люди в марширующие колонны… Звезды соединяют ся в галактики, галактики в ячеистую структуру Метагалактики.

Исключение составляют лишь два интервала на М-оси примерно по 5 порядков каждый — между ядрами атомов и самими атомами и между ядрами звезд и самими звездами. Но здесь нет элементов такого масштаба, поэтому отсюда и не «растут» горизонтальные ветви тел. И именно здесь «живут» вращающиеся сферы, которые выделяют в пространство лучистую энергию.

Отметим, что степень жизненности регулярных систем (по срав нению с аналогичными по размерам, но иерархическими струк турами) понижается, даже если они собраны из живых элемен тов, так как регулярные структуры присущи косной материи. Чем больше марширующая колонна, тем дальше она от полюса жизни.

Марширующие колонны как раз и собирают для того, чтобы этим «косным» объектом ударить по соседнему социуму.

На диаграмме «размер-сложность» наличие горизонтальных «по лочек» регулярных структур можно изобразить в виде ветвящейся вправо лестницы. А если такую же схему создать для целостно го объекта, например, для организма человека, то она будет иметь вид многоярусной пирамиды, в которой каждый следующий ярус Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов сложности базируется на мощном основании среды из элементов предыдущего яруса. В качестве примера приведена пирамида тако го рода для тела человека (рис. 93).

Iось Рис. 93. Пирамида многоу ровневой системы сложно го строения тела человека.

Инь Ян I-ось — уровни иерархиче ской сложности. М-ось — размерная ось Левая часть пирамиды отражает внутренние среды человека (то, что находит ся внутри тела) и поэтому ограничена вертикалью + 8 3 2 7 12 Мось (размер тела). Речь идет о том, что внутри тела человека на каждом уровне есть свои свобод ные «жильцы»: воздух (–8) в легких, молекулы (–7) в лимфе, виру сы (–6), бактерии (–4), паразитарные клетки (–3), глисты (от 0,1 мм до 1 м) и т.п.

Правая часть пирамиды отражает тот факт, что каждый человек живет в «коконе» внешних сред. Он дышит, пьет воду, питается мя сом животных и растениями и т.п. И чем крупнее свободные «аген ты» среды, тем меньше размер этого кокона. Например, для каждого человека наиболее близкой средой является его семья состоящая из людей такого же размера. А вот воздух, которым дышит человек, может добраться до него хоть с Северного полюса.

Безусловно, между внутренними и внешними средами осущест вляется непрерывный обмен, особенно это наглядно видно на при мере воздуха, воды и т.п.

Здесь дана лишь идея, без ее количественной проработки.

Особенно это относится к правой части (внешней среде) пирамиды.

В процессе роста тел из элементов они проходят через фазу об разования компактов.

В качестве примера можно привести процесс формирования пле нок. Известно, что при осаждении на подложку паров металла они не распределяются регулярно по всей поверхности, а изначально создают небольшие островки. И только затем, по мере увеличения 3.4. Открытые структуры из компактов толщины напыляемого слоя, эти островки объединяются в сплош ную пленку на поверхности.

Кластерная структура воды Кроме пути формирования сплошных сред, которые дают на графике «размер-сложность» горизонтальные «полочки», как уже отмечалось, есть путь многократного структурирования на разных масштабах.

Выше мы уже рассматривали варианты образования многоуров невых кластерных структур в косных телах. И проводили связь между масштабным эффектом и уровнями структурирования вну три тел.

В биологических системах иерархическая структура имеет го раздо более сложный характер, который мы будем рассматривать по ходу данной работы. Известно, например, что у молекул белка есть как минимум четыре уровня структурирования.

Большинство биологических многоуровневых структур возника ет на молекулярном уровне благодаря свойствам углерода, который способен образовывать сложные пространственные композиции.

Именно углерод создает в любой биологической системе фундамент для построения сухого тела биосистемы. Его «дублером» в жидкой фазе являются молекулы воды, которые могут образовывать такие же тетраэдры, как и углерод.

Компакты, образованные молекулами воды, называют кластера ми, так как они держатся вместе благодаря водородным связям. Эти первичные кластеры формируют кластеры более высоких порядков.

Такая многоуровневая структура воды была открыта относительно недавно и еще плохо изучена. Но даже то, что удалось установить, показывает, насколько важно для живых систем иметь даже на са мом нижнем масштабном уровне многоуровневую структуру.

Справка о кластерных свойствах воды Относительно недавно было предложено рассматривать спо собность формировать водородные связи между молекулами воды как следствие распределения потенциала по единичной молекуле воды — H2O (рис. 94)..

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Рис. 94.

Обратите внимание на то, как в молекуле воды распределяется электропотенциал (заряд).

Отрицательный полюс «сконцентрирован» во круг оболочек электронного облака атома кис лорода, тогда как два атома водорода в сумме формируют достаточно большую «площадь» распределения положительного заряда в «углах»

молекулы. Несколько таких диполей будут образовывать структуры типа: Н2О…Н2О с водородной связью, когда между двумя атомами водорода будет втянут атом кислорода соседней молекулы. При этом общее распределение потенциала будет стремиться к минимизации вза имодействия с внешней средой, следовательно, молекулы воды будут располагаться в пространстве с четкой ориентацией, в виде простран ственных структур разной сложности. От спиралевидных (как молекул ДНК) до пирамидальных, кубических, сферических разной сложности.

Рис. 95.

…Способность воды долго сохранять межмолекулярные струк туры определяется тем, что вода представляет собой иерархию правильных объемных образований, в основе которых лежит кри 3.4. Открытые структуры из компактов сталловидный кластер, состоящий из 57 ее молекул, при обыч ной температуре воздуха летом (около 20оС). Эта структура энер гетически выгодна и разрушается с освобождением свободных молекул воды при высоких концентрациях спиртов и подобных им растворителей. Как раз такая структура нейтрализует электро магнитное поле отдельных молекул воды благодаря водородным связям. Кластеры могут взаимодействовать друг с другом за счет свободных водородных связей, что приводит к появлению структур второго порядка в виде шестигранников. Они состо ят из 912 молекул воды, которые практически не способны к даль нейшему взаимодействию за счет образования водородных связей.

Объединение прочных кластеров является основой длительной структурной памяти воды, а быстро распадающихся — кратков ременной. Поэтому более прочные кластеры — мелкие, в них водородные связи более напряжены, что и придает им большую устойчивость, а следовательно, и долгую память.

Структурированное состояние воды оказалось чувствительным датчиком различных полей… Рис. 96.

Вышеизложенное и рис. 96 показывает принцип построения из еди ничных молекул Н2О сложных полимерных молекул (ассоциативов, кластеров). То есть вода сама по себе не является хаотичным скоплени ем одиночных молекул. В силу своего дипольного характера молекулы воды связаны со многими другими молекулами при помощи водород ных связей (типа мостиков), то есть вода обладает сетчатой структурой.

Благодаря такой структуре она способна принимать, накапливать и пе редавать информацию. И этими «носителями» информации являются водородные связи в ассоциативных группах молекул — кластерах.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов …Именно под влиянием полей разной природы образуются бо лее крупные «маложивущие» кластеры, несущие дополнительную информацию для растений.

Но создание таких сложных структурных образований — класте ров «второго порядка», происходит под воздействием магнитных, электромагнитных и других полей. Поступая при корневом всасыва нии, такая вода передает «память» о том воздействии, которое полу чила. Это память и о химических веществах, и о воздействии полей.

…Вода, состоящая из отдельных молекул и кластеров, называется структурированной водой. Вода, состоящая исключительно из класте ров — полностью структурированная вода, или «заряженная» вода.

Более всего структурирована вода, содержащаяся в растени ях, их плодах: овощах, фруктах и семенах. Это преобразованная вода, сообразно энергетике растений. Разные растения имеют раз ную структуру воды и заключенную в этой структуре «память».

Именно этим в большей степени определяются лечебные свойства «лекарственных» растений, а не химическим составом их тканей.

(Вода, заключенная в плодах, фруктах и тканях растений очень по лезна и целебна для людей и животных.)… Еще одна разновидность структурированной воды — это талая вода, вода из горных источников, родников, а также конденсирован ная (дождевая) вода. То есть прошедшая основные фазовые состоя ния: замораживания и оттаивания, испарения и конденсации. А также охлажденная в недрах Земли и прошедшая «очищение» от посторон них энергий, путем взаимодействия с кремниевыми соединениями земной коры. По-другому, вода, структурированная под воздействием естественных природных физических явлений, а не полей. Эта вода имеет первичную структуру. И первичную память, не привнесенную извне. Это память о самой жизни. Поэтому это самая чистая вода в информационном плане. На ней нет еще «отпечатка» прикоснове ния посторонних энергий и влияния их полей, кроме энергии Земли.

http://blog.vinogradpoima.ru Вода, как и углерод, является фундаментом жизни. Напомним, что многоклеточные организмы на 70–90% состоят из воды.

По химическому составу микроорганизмы мало отличаются от других живых клеток.

3.5. Геометрия первичных компактов • Вода составляет в них 75–85%, в ней растворены химические вещества.

• Сухое вещество 15–25%, в состав его входят органические и ми неральные соединения http://vmede.org/index.php?PHPSESSID=h5l8747b3rbb0mjv11n0l mlte0&topic=340. Поэтому если углерод — основа жизни для молекул, то вода — осно ва жизни для всех клеток, начиная с бактерий (внутри вирусов воды нет). Естественно, вода играет гигантскую роль и для многоклеточных организмов, там она преимущественно содержится внутри клеток.

Возможно, именно поэтому Ст. Лем альтернативный разум изо бразил в виде Соляриса — разумного океана, который на 100% со стоит из воды.

Итак, можно утверждать, что по мере роста тел они могут фор мировать плотные (для М-измерения) структурные уровни, что при водит к формированию компактов с последующим формированием компактов из компактов и т.п. Особенно очевидно это свойство мас штабного структурирования проявляется для живых систем и для всех других сред, которые имеют непосредственное отношение к жизни. В воде внутри организма есть множество уровней структур, каждый из которых играет роль своего рода строительных мостков для очередного уровня структурной организации.

3.5. Геометрия первичных компактов Отдельной большой и интересной темой являются геометриче ские закономерности формирования отдельных компактов. Чтобы в этом вопросе было больше ясности, необходимо разделить ком пакты в соответствии с их размерностью.

Одномерные пространства. Пары и цепочки (рис. 97). Пары (а) распространены в виде молекул газа. Пример цепочек (б) — Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов органические молекулы на основе углерода. Это уже не компакты, а пространственно протяженные соединения. Их мы рассмотрим дальше. У одномерных компактов два вида симметрии — трансля ция и поворот в плоскости (в пространстве большей размерности).

Двумерные пространства. Треугольники, плоскости (графит), пленки и т.п. Симметрия двумерных компактов: трансляция, пово рот вокруг оси в плоскости, поворот относительно оси в трехмер ном пространстве. Ключевые фигуры: в) 0+3, г) 1+3 и д) 1+ а) б) в) г) д) Рис. 97. Одномерные компакты: а) 0+2 — пара, б) 1+2 — линейное ядро с «оболочкой» из двух атомов. Двумерные компакты: в) 0+3, г) 1+3, д) 1+ Наиболее распространены из линейных компактов в природе мо лекулы газа, воды, молекулы двуокиси углерода (рис. 98).

O O O C O O H H Рис. 98. Молекулы со структурой 0+2 и 1+ Несмотря на простую формулу молекулы воды (1+2), она обла дает уникальным свойством образовывать силовой каркас четырех мерного симплекса 1+4 (см. дальше). Благодаря этому в реальной водной среде из этих молекулярных треугольников почти всегда образуются сложные многоуровневые трехмерные кластеры (см.

выше).

Трехмерные пространства. Самый простой трехмерный ком пакт — пирамидка 0+4. Наиболее наглядный природный вариант — ядро атома гелия (рис. 99).

3.5. Геометрия первичных компактов Рис. 99. Модель ядра атома гелия. Ядро ге лия, или -частица, состоит из двух ней тронов и двух про ~3,2. 1013 см ~2,2. 1013 см тонов Все три типа раз мерности компактов имеют свои обла сти распространения 1,6. 1013 см в природе.

Одномерные компакты. На многих масштабных уровнях это наиболее распространенные компакты. Например, молекулярный водород (Н2) доминирует в газовой компоненте всех спиральных га лактик. Двухатомные молекулы азота и кислорода составляют боль шую долю в атмосфере Земли. Пара мужчина и женщина — наибо лее распространенная группа в социальной жизни на определенном этапе становления семьи. Наиболее распространенными в космосе из групп являются парные звезды и парные галактики.

Двумерные компакты. Следующие по количеству компакты — триады. Они меньше распространены в природе, но также составля ют весьма заметную долю среди компактов вообще. Например, это молекулы воды — наиболее распространенной жидкости в природе, тройные группы галактик и другие тройственные объединения.

Таким образом, парные и тройные конфигурации в силу сво ей простоты являются наиболее распространенными компактами в природе.

Трехмерные компакты. Поскольку пространство трехмерно, то ло гично предположить, что наиболее часто должны встречаться упаков ки из четырех элементов, что создает минимизированную трехмерную структуру. Минимальное количество шариков, из которых можно соз дать трехмерный компакт, равно четырем, они в этом случае создают фигуру тетраэдра. Именно такие компакты являются наиболее рас пространенными в природе за счет того, что внутри ядер атомов они образуют т.н. -частицы. Более того, это ядра гелия, который является вторым по распространенности химическим элементом Вселенной.

Часть III. Образование уровней в процессе синтеза элементов Если учесть, что первое место занимает водород, ядро которо го состоит из одного протона, то из составных ядер гелий занима ет первое место во Вселенной, на два порядка превосходя своих ближайших соседей по распространенности, например кислород.

Таким образом, по количеству атомов 90 % принадлежит водороду и около 10 % гелию, остальные элементы умещаются в 1 %. Все это говорит о том, что пирамидальная трехмерная структура из 4 ша риков содержит больше всего массы во Вселенной после обычного шарика-элемента — протона. Поэтому минимизированный компакт трехмерного пространства 0+4 является самым распространенным компактом в вещественном мире29, на долю которого приходится основная масса Вселенной, собранная в компакты.

Здесь следует отметить, что трехмерный минимизированный компакт лежит в основе вещественного мира (уровень масшта бов –13), а вот на других уровнях масштабов (например, молекуляр ном, –8) более распространенными являются компакты линейные и двумерные.

Вернемся к трехмерным компактам. Разнообразие типов форм и симметрий здесь огромно. Рассмотрим, какую форму обычно при нимают разные типы трехмерных компактов — молекулы, кластеры, фуллерены и комплексные соединения.

Молекулы принимают самую разнообразную форму (молекуляр ная стереохимия). Симметричные молекулы — большая редкость.

Исключением, как уже отмечалось, являются метан, комплексные соединения и фуллерены.

Кластеры — форма либо кубическая (для больших кластеров), либо самая разнообразная, но симметричная. Выделяются магические числа кластеров, которые обладают повышенной устойчивостью.

Для получения твердотельных кластеров поверхность твердого тела облучают лазерным лучом или пучком заряженных частиц (электронов, ионов) с большой кинетической энергией. С поверх ности материала при этом вылетает некоторое количество ма кроскопических капель, отдельные частицы и кластеры разных 29 В дальнейших работах мы рассмотрим версию, согласно которой наиболее рас пространенным компактом является конфигурация 1+4, из которой построено все пространство эфира.

3.5. Геометрия первичных компактов размеров. Затем кластеры направляют в специальный прибор — масс-спектрометр, позволяющий определить их распределение по массам, т.е. по числу частиц в кластере.

Оказалось, что чаще всего в потоке кластеров встречаются те, что, состоят из определенного числа частиц, что означает, что эти кластеры наиболее устойчивы, стабильны. Эти числа называются магическими, их набор позволяет понять, как из отдельных частиц «сложены» кластеры, от самых маленьких до больших. Тем самым можно проследить путь формирования структуры и свойств ма кроскопического тела, начиная от отдельных атомов и молекул.

Особое положение занимают в группе кластеров те, которые образованы инертными газами. Распределение газовых кластеров криптона по размерам (числу атомов n). Показано распределе ние по размерам газовых кластеров криптона. Магические числа в этом случае равны 13, 69, 87, 104, 147 и т.д.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.